物理实验声音传递能量

物理小实验报告

初二四班许梦睿【实验目的】声音传递能量。

【实验仪器】矿泉水瓶，蜡烛，气球，熏香，音响。

【实验原理】声具有能量，也可以传递能量。声音是由振动产生的，传递声的过

程就是传递振动的过程，

有振动就有能量，

利用振动就是利用能量。实验通过模拟鼓面振动，观察能量的传递，是否使燃烧的蜡烛熄灭。

【实验过程】

1.将矿泉水瓶切割，套上气球。

2.瓶口对准点燃的蜡烛，敲击绷紧的瓶底气球。

3.当力量较大时，蜡烛熄灭。

【思考与再实验】

实验现象非常明显,但感觉蜡烛火焰熄灭是被瓶子里产生的气体“吹灭”的。因为气球薄膜受到敲击后,会使瓶

内气体的体积减小,瓶内气体受到

挤压就会由瓶口喷出。于是我又做

了如下实验。

烟圈

用燃烧的香的烟雾充满瓶中,再敲击橡皮膜,就会看到从瓶口飞出一个个烟圈,仔细观察是烟圈将蜡烛的火焰吹灭的。而且烟圈飞出的频率与手指敲击瓶底橡皮膜的频率相同,而与敲击橡皮膜发出的声音的频率相差很远。可见这个实验来并不能完全说明声波传递能量。

我们教科书中有个实验是说明声波传递能量的。我也参照做了下。将点燃的蜡烛放在音箱的圆孔前面，打开音响,调整音量，火苗便随节奏舞动，音量大时舞动的幅度大,音量小时舞动的幅度就小。

附：声破酒杯的解密

总是看到有人用声音使酒杯破碎，这是不是声音传递的能量的应用呢？

首先要清楚，与地球上所有物质一样，每一块玻璃都存在一个天然的共振频率，一旦外界扰动，如声波的频率与之相匹配，便可能让玻璃产生大幅度的震荡乃至引发破碎。事实上，每件材料的表面都遍布大量的微小裂纹和破碎，只是它们实在太过微小，人的肉眼无法看出来。但这些裂纹的形态分布可以千差万别，两个在肉眼看起来完全一样的玻璃杯，其强度可能完全不同，从而其中一个可以承受更高的音量，而另一个却不行。

其次，想震碎玻璃，音量是非常重要的一项参数，这是因为音量的大小直接正比于你能让杯子周围空气分子产生震荡的幅度大小。简单来说，你发出的声波从一个空气分子传往下一个空气分子，直到击中玻璃杯。当音量提升时，实际上你给玻璃杯施加的压力就增加了。这就像你推一个荡秋千的孩子，你推得越猛，这孩子荡地就越快，但你如果推的太频繁，你会发现每次推力产生的效果不大，你必须等秋千下降到一定的地方再用力推一下才能达到最好的效果

——也就是说你推的频率必须跟秋千的频率保持一致——就像声音的频率必须吻合玻璃杯的自然共振频率一样。

在探索频道播出了一期节目，摇滚歌手杰米·维德拉在节目中用12只玻璃酒杯做实验。结果他成功的用自己的声音让其中一只玻璃酒杯震碎。这是首次在录像条件下证实人类的声音可以震碎一只玻璃杯。

维德拉震碎玻璃杯时的嗓音大小为105分贝，这几乎和手提钻工作时候的声音相当。并非所有人都能发出这样的声音。歌剧演唱家们常年累月进行艰苦的训练，从而使他们能够长时间地发出超过100分贝的响亮声音，而一般人们说话的声音只有大约50分贝。

因此，物理学家指出，尽管用嗓音震碎玻璃杯是可能的，但你的嗓音必须非常嘹亮并且运气要好。如果你能让玻璃杯振动起来，这还并不就意味着你能让它破碎。破碎的发生很大程度上取决于其原始内部缺陷的存在情况。因此要想确保表演的成功，演员最好事先精心挑选一个存在微小裂纹，容易在震动下破碎的玻璃杯。

事实上，在共振作用下声波能够震碎玻璃等制品，这种现象早已屡屡成为艺术作品——尤其是推理作品中的桥段。阿加莎·克里斯蒂的短篇小说《海伦

的脸》中，就是利用收音机播放歌剧男高音唱段震碎了玻璃毒瓶。日剧《神探伽利略》、《名侦探柯南》真人版等都有利用共振的相关桥段。

《哈利波特》第三部电影中，哈利他们想进公共休息室，胖夫人却要他们欣赏她可以震碎杯子的惊人歌喉——当然，她最终失败了，偷偷在墙上撞碎了杯子。

艺术作品中的桥段可能会有夸张，对具体的量化数据也不严格，但这些桥段的使用，说明共振原理、及其能产生的效果，早已为人熟知和认可。

《最强大脑》中的选手用人声震碎高脚杯，实在有些不可思议。但使杯子真正破碎的是杯子中的吸管！所有人都认为吸管如此软的东西对振破玻璃杯不会产生什么影响，因此相信表演者是为了“更清楚地观察杯中振动的频率而放一根吸管进去”，其实玻璃虽然硬，但玻璃杯的壁却非常脆，随便做个试验就会知道，敲击单独一点使玻璃杯破碎的力是非常小的，吸管的速度提升后完全能够提供这样的力量。表演者要做的是——用自己的声音使玻璃杯提供的共振腔中的空气振动起来，带动吸管高速撞击杯子的壁，使杯子破碎。第一次的放置方式，不管表演者如何控制，吸管都会很快飞出杯子，这是因为杯子的放置角度不对，因此表演者只能提出自己用手来掌控杯子，至于带不带手套都不是问题，手是不用用力的，只需靠表演者非常灵敏的触觉去控制杯子的角度，使得吸管能够以最好的角度撞击杯子的壁就可以了！

2015.10.05